现代教育技术在学科中的应用和作用

1、现代教育技术在学科中的应用和作用张晓华 吝店中学现代教育技术，通俗地说是指以计算机为基础的信息技术在教育、教学中的 应用。随着多媒体和计算机网络应用的日益普及（特别是 Internet 的迅猛发展）， 现代教育技术逐步普及与发展，为学科教学开拓了广阔的天地，优化了教与学信 息的传输过程，改变了应试教育的传统模式，引起了教育的深刻变革，给教育观 念、教学方法和教学组织形式等方面带来了深远影响。素质教育的宗旨是面向 全体学生，尊重学生的主体地位，发挥学生的主体 作用，全面提高学生的基本素质。因而教育的着眼点不应仅仅停留在让学生对人 类已有知识成果的掌握，更应该重 视知识的发展、更新和创造的过程。教

2、师讲 授、黑板、粉笔是传统课堂教学中最基本的三大要素，已经历了一个漫长的时期。 随着社会的发展、科技的进步，物理教 学开始运用教具辅助教学，如模型、图 表、实验仪器等等。但总的来说，都还属于传统的教育手段。而幻灯、投影的问 世，使课堂教学开始插上现代教育技术的翅 膀。可它们渐渐不能适应当今教育 发展的需要，同时以多媒体为主要手段的现代信息技术开始走进课堂，与物理学 科教学适当而紧密地整合，使得课堂教学更加直 观、生动，课堂教学密度增大， 教学效果大大提高，学生学习的主体地位和主观能动性得到充分发挥。在高中物理教学中现代教育技术主要有：多媒体教学辅助系统、数字化信息 实验室（DIS系统）以及更先

3、进的网络虚拟实验系统。一、多媒体教学辅助系统CAI是ComputeAssisted Instruction的缩写，就是计算机辅助教学，它 是以计算机为主要媒介所进行的教学活动；当它与视、听等媒介结合在一起，就 形成了多媒体CA。这是中学最常见的现代教学设施。使学生如临其境，使不可 能进行的实验在屏幕上展现，化微观为直观，化想象为直觉，化抽象为具体。比如在"机械振动"、"机械波"这一章中质点的运动、波的传播是重点，但是 传统的教学方式无法具体形象的将其展示，而多媒体技术的引入，可以生动地展 示质点的运动、波的传播，一目了然，极大的增强了学生的感性认识。在&

4、quot;光的干涉"、"光的衍射"、"多普勒效应"里，相关试验多要在实验室完成， 场地有限，一次观察人数有限，实验设备老化，实验效果不佳，无法与正常教学 衔接，极大的影响了实验的作用，而多媒体技术的引入则可以完全避免这些问题， 无需担心实验仪器，无需担心实验操作，具有良好的实验效果，而且可以和正常 教学很好的衔接在一起。同时从接受程度上讲，多媒体课件更易于学生理解，其 操作上可以任意重复、任意中断，这是传统实验根本无法达到的。"质子的发现"、"重核的裂变"、"原子核式结构的发现"等都是

5、属于微观领域 的知识，相关实验都无法在中学物理实验室里完成，传统的教学只能靠挂图" 空 对空"地进行，学生难以理解。多媒体技术的引入，生动地展示了卢瑟福发现原 子的实验，演示了铀核裂变、链式反应等过程，清晰地分析了核反应堆及核电站 的工作原理。这样，一方面增强了学生的感性认识，激发了他们的热情与兴趣； 另一方面使学生学会观察、思考、分析实验现象，模拟科学家们通过" 大量实验- 理 论论证- 获得成功"的发现新物理微粒及物理规律的过程，初步掌握科学研究 的方法。透镜成像是几何光学的重点和难点，其实验必须在暗室中进 行，而且物体 每改变一个位置必须在透镜的另

6、一侧重新调整光屏的位置，直到找出清晰的像为 止。利用几何画板制作的课件弥补了实验的这一缺陷，它把实验呈 现在屏 幕上，十分方便地进行动态操作，最后得出透镜成像的规律，加深了学生的印象， 降低了教与学难度。二、数字化信息实验室（DIS系统）数字化信息实验室（DIS系统）,包含系列传感器、数据采集器和数据处 理软件，基于PC平台使用，构成了完善的数字化实验体系，在真实实验的基础 上实现了新课标要求的“信息技术与各学科教 学的全面整合”，能够完成高初 中阶段所有定性研究和定量测量实验，大幅度提高了实验精度和实验效率。可顺 利完成中学物理、化学、生 物、科学各学科的各种探究实验。沪科版中的DIS （数

7、字化信息系统），是上海市中小律数字化实验系统研发 中心根据市教委课改办、教材组的要求，贯彻二期课改的理念，结合物理实验教 学发展的需求，综合运用包括硬件、软件在内的信息技术手段而构造的，集实验 数据采集、显示、分析、处理等功能于一体的实时实验系统。体现了上海二期课 改的标志和特征：应用现代信息技术和完善学习方式。已成为上海二期课改物理 教材的支柱并被全国教材大量引用。三、网络虚拟实验系统虚拟实验是以现代教育理论为指导，以计算机仿真技术、多媒体技术和网络 技术为依托而建立的一种新型实验教学系统。在远程教育发展的早期，大部分相 关院校和公司都致力于网络教育的平台、课件和管理等软硬件内容的开发，随着

8、 远程教育 的不断发展，这些技术如今都已相对成熟，这时大家更广泛地意识到 一些更深层次的教学需求，尤其是一些理工科院校在教学过程中逐渐发现，学员 除了学习理论知 识，更需要实际的动手与操作。在这种形势下，网络虚拟实验 环境的需求显得越来越迫切。网络虚拟实验系统模拟真实实验中用到的器材和设备，提供与真实实验相同 的操作环境，同时提供对网上实验的管理。系统采用B/S架构、MVQModeJ View、 Controller ）技术、动态链接技术以及多态技术，使用 Direct3D 技术进 行底层绘制，使用ActiveX组件技术将仿真的核心放在控件的开发上，而与仿 真无关的内容（如用户信息管理、登录/

9、退出、成绩管理、实验管理等）放在网 页中使用JS观 及J2EE进行开发。客户端运行环境只需具备Windows20或 XP系列的操作系统，安装directx8.0或8.0以上的插件，有硬件图形加速卡 即可。尽管与实际的现场实验相比，网络虚拟实验系统还是有一定的真实感差 距，但对很多没有条件参加现场实验的学员来说，能 有这样一个机会去感受实 验就已经很不错了。该系统的设置“至少培养了学员分析问题、解决问题和独立 操作的基本能力”。何况该系统无论是仪器面板、操作方式、仪表读数、波形 抖动还是实验过程的模拟都很逼真，令人有置身现实实验室的真实感觉。四、多媒体CA与物理教学整合中应避免的误区由于所演示的

10、课件是一段编好的程序，它的灵活性和交互性都比较差，它也 有不可避免的局限性。如果盲目应用，必然会走进误区。如有的教师完全抛弃了 黑板和粉 笔，叙述也被大段的文字课件代替，整屏整屏地展示课堂内容，让学 生目不暇接，无法消化吸收，更谈不上思考，一节课基本上变成了操作计算机， 教师只是操作事 先设置好的计算机程序，课堂上没有活泼生动的气氛，更没有 师生间的良性互动。因此，用现代教育技术完全取代传统教育手段并不是可取的 好方法，应当根据教育 内容的实际将二者有机地结合起来。若是把教师生动的 课堂活动语言、动作、演示等都变成课件上冷冰冰的文字，就显得苍白无力， 起不到现代教育技术应有的 作用，甚至适得其

11、反。还有的教师把一些不需要用多媒体CAI演示的内容也搬上了电子屏幕,把一 些简单易做、现象明显的实验也做成课件来代替课堂演示，这将妨碍学生各方面 能力的发展，反而起到相反的作用。要恰当地在教学中运用多媒体CA，我认为要把握以下两点：1. 课件的作用是辅教、辅学在课堂上，教师是组织教学的中心，起主导作用，学生是主体，而 课件是辅助教和学的一种工具，它可以在较大程度上帮助教师的教学，帮助学生 对知识的理解，进行 高效率的训练，但它却不能完全取代教师的作用，因为我 们所强调的学生探究学习、学生自主学习，如果没有教师的辅导是不可能实现的， 教师更不能成为一个计算 机的操作者，因为课堂教学中教师与学生的

12、情感交流 是任何一台机器不能够代替的2. 课件的运用要适用、适时、适度课件要有适用性，应当是课件内容和教材内容的有机融合，而不是生硬地掺 合，要从教学实际出发，不能为了用课件而用课件，盲目地随大流。在使用方法 和技巧上， 适时和适度地穿插课件于课堂教学中，可以激发学生的兴趣，使课 堂气氛生动活泼，定能获得良好的教学效果。因此课件不在多，更不能滥，不必 节节用课件，而是 要精、要巧、要美、要恰到好处。五、数字化信息实验室（DIS系统）及网络虚拟实验系统的应用由于硬件采购费用过高，陕西绝大多数学校都没有采购DIS系统，加上该系 统需要进行专业的培训，现在这种方案暂时无法实现。但是DIS系统是学生能力 培养所必须的设施，在财力允许的情况下应尽量购买。网络虚拟实验系统是网络资源，应此不需承担建设费用，只需要和各高校进 行协调，购买必要的终端机，与互联网相连即可。但这种系统对使用者要求很高， 故建议主要用于教师教研活动，以及优秀学生的实验，或必要的研究性学